直線電機的結(jié)構(gòu)可以看作是將一臺旋轉(zhuǎn)電機沿徑向剖開，并將電機的圓周展開成直線而形成的。其中定子相當(dāng)于直線電機的初級，轉(zhuǎn)子相當(dāng)于直線電機的次級，當(dāng)初級通入電流后，在初級和次級之間的氣隙中產(chǎn)生行波磁場，在行波磁場與次級永磁體的作用下產(chǎn)生驅(qū)動力，從而實現(xiàn)運動部件的直線運動。

直線電機工作原理

設(shè)想把一臺旋轉(zhuǎn)運動的感應(yīng)電動機沿著半徑的方向剖開，并且展平，這就成了一臺直線感應(yīng)電動機。初級做得很長，延伸到運動 所需要達到的位置，也可以把次級做得很長；既可以初級固定、次級移動，也可以次級固定、初級移動。通入交流電后在定子中產(chǎn)生的磁通，根據(jù)楞次定律，在動體的金屬板上感應(yīng)出渦流。設(shè)引起渦流的感應(yīng)電壓為E，金屬板上有電感L和電阻R，渦流電流和磁通密度將按費來明法則產(chǎn)生連續(xù)的推力F。
直線電機的結(jié)構(gòu)、原理、特點和應(yīng)用


此外，直線電機的類型復(fù)雜，結(jié)構(gòu)方式也較為多樣化，可分為扁平型結(jié)構(gòu)、圓筒型結(jié)構(gòu)和弧形結(jié)構(gòu)等，應(yīng)用范圍最廣的就屬扁平型結(jié)構(gòu)電機，其結(jié)構(gòu)方式又可分成單邊型結(jié)構(gòu)和雙邊型結(jié)構(gòu)，可以有效的增強電機法向力，提升電機速度，同時也對電機的結(jié)構(gòu)和安裝帶來一定的影響。

直線電機的特點

1. 高速響應(yīng)。由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的，如絲杠等機械傳動件，使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)異常靈敏快捷。
2. 定位精度高。直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機械機構(gòu)引起的傳動誤差減少了插補時因傳動系統(tǒng)滯后帶來跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。
3. 傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現(xiàn)象，同時提高了其傳動剛度。
4. 速度快、加減速過程短。
5. 行程長度不受限制。在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機，就可以無限延長其行程長度。
6. 動安靜、噪音低。由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導(dǎo)軌又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機械接觸），其運動時噪音將大大降低。
7. 效率高。由于無中間傳動環(huán)節(jié)，消除了機械摩擦?xí)r的能量損耗。

直線電機的應(yīng)用

直線電機主要應(yīng)用于三個方面：

1.應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)，這類應(yīng)用場合比較多；
2.作為長期連續(xù)運行的驅(qū)動電機；
3.應(yīng)用在需要短時間、短距離內(nèi)提供巨大的直線運動能的裝置中。

U槽無刷直線電機可以直接驅(qū)動，無需將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)為線性運動，機械結(jié)構(gòu)簡單可靠。電機運行超平穩(wěn)，無齒槽效應(yīng)，動態(tài)響應(yīng)速度極快，慣量小，加速度可達20G，速度達到10-30m/s，低速1μm/s時運動平滑，剛性高，結(jié)構(gòu)緊湊，可選配直線編碼器做高精度位置控制，其位置精度取決于所選編碼器。

定子軌道可以按需要連接，因而理論上電機長度不限。電機動子與定子不接觸運動，沒有采用普通絲桿滾珠和皮帶等傳動的磨損、卡死、背隙問題，因此我們的直線電機可以達到免維護長期工作。